羅登林 陳瑞紅 劉 娟 徐寶成 任廣躍 李鵬燕

（河南科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，洛陽 471003）

短鏈菊粉對中筋粉面團(tuán)流變學(xué)特性的影響

羅登林 陳瑞紅 劉 娟 徐寶成 任廣躍 李鵬燕

（河南科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，洛陽 471003）

研究了短鏈菊粉添加到中筋面粉后，對面團(tuán)粉質(zhì)特性和拉伸特性的影響。試驗(yàn)采用粉質(zhì)儀和拉伸儀分別測定了不同菊粉添加量（0.0%、2.5%、5.0%、7.5%）下面團(tuán)的各項流變學(xué)指標(biāo)的變化。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，面團(tuán)的吸水率隨菊粉添加量的增加而下降，當(dāng)菊粉添加量為7.5%時，面團(tuán)吸水率達(dá)42.57%，較未添加時相對降低了21.8%；面團(tuán)的形成時間在菊粉添加量為2.5%時達(dá)最大值，為7.9min，相對增加了22.1%；面團(tuán)的穩(wěn)定時間隨菊粉添加量的增加呈延長趨勢，當(dāng)菊粉添加量7.5%時，穩(wěn)定時間為19.3min，相對增加了109.5%；面團(tuán)的延伸度在菊粉添加量為2.5%時達(dá)最大值；面團(tuán)的抗延伸性、拉伸比和拉伸能量均隨菊粉添加量的增加而增大，菊粉添加量為7.5%時，發(fā)酵45min后測得其值分別為652 EU、4.50、186 cm2，相對增加了75.8%、68.5%、104.0%。結(jié)果表明，在中筋粉中加入適量的短鏈菊粉能夠增強(qiáng)面筋強(qiáng)度，但降低了面團(tuán)吸水率。

短鏈菊粉 中筋粉 面團(tuán) 粉質(zhì)特性 拉伸特性

菊粉（Inulin）是一種果糖聚合物，聚合度（DP）在 2～60，其中 DP≤10稱為短鏈菊粉［1－2］。菊粉作為一種天然的可溶性膳食纖維，在菊芋和菊苣中含量豐富，約占塊莖干重的70%［3－4］。菊粉能夠選擇性地促進(jìn)結(jié)腸益生菌的生長，降低血糖濃度，維持脂類代謝平衡，提高礦質(zhì)元素的生物利用率。由于菊粉具有一定的水溶性、適宜的分子質(zhì)量、良好的色澤以及與面粉相似的粉體特性。因此，與其他膳食纖維相比，菊粉在面制品品質(zhì)改良方面更具優(yōu)越性［5］。在食品工業(yè)中，菊粉還能明顯改善食品的質(zhì)構(gòu)性狀，提高其加工性能和營養(yǎng)價值，屬于功能性食品［6－7］。

目前，國內(nèi)對菊粉的研究多為提取分離、產(chǎn)菊粉酶菌株的選育以及作為脂肪替代品等，在面粉方面的研究報道很少［8－9］，李丹丹等［10］研究了菊粉對饅頭品質(zhì)的影響，得出菊粉最適添加量為6%，但未說明添加哪種類型的菊粉。國外關(guān)于菊粉應(yīng)用于面制品的研究相對較多，但主要集中在低、高筋粉面制品方面［11－12］。Karolini－Skaradzińska等［13］和 Peressini等［14］均探討了菊粉對面包粉面團(tuán)特性的影響，發(fā)現(xiàn)添加菊粉的面團(tuán)吸水率降低；Filipovic等［15］研究了菊粉對冷凍面包粉面團(tuán)特性的影響，認(rèn)為菊粉的加入能夠縮短經(jīng)長時間冷凍貯藏后面團(tuán)的發(fā)酵周期。

饅頭作為我國北方的主食，所用中筋粉與國外低、高筋粉有明顯的區(qū)別，因此，菊粉的影響可能不同。本研究主要考察短鏈菊粉添加量對中筋饅頭粉面團(tuán)流變學(xué)特性的影響，為菊粉在饅頭中的實(shí)際應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 主要材料

短鏈菊粉（DP≤10）：昆山拓豐貿(mào)易有限公司，菊粉具體組成成分見表1；中筋小麥粉：安徽省億達(dá)糧油食品有限公司，測得水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.0%，灰分（干基）質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.48%，濕面筋質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31.5%，粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12.6%，膳食纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.42%；酵母：安琪酵母股份有限公司。

表1 菊粉原料成分含量／%

1.2 主要儀器

JFZD型電子粉質(zhì)儀、JMLD150型電子拉伸儀：北京東方孚德儀器技術(shù)有限公司；OMJ－32型恒溫恒濕發(fā)酵箱：河北歐美佳食品機(jī)械有限公司；101A－1型數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱：上海申元電熱儀器設(shè)備廠；JJSY30*8型圓形驗(yàn)粉篩：上海嘉定糧油儀器有限公司；DA－1000型電子天平：莆田亞太公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 配粉的制備

菊粉80℃干燥至恒重后，分別按質(zhì)量分?jǐn)?shù)0%、2.5%、5.0%、7.5%、10.0%比例添加到面粉中，用驗(yàn)粉篩混合均勻。

1.3.2 粉質(zhì)特性的測定

按照GB／T 14614—2006方法進(jìn)行，同一水平試驗(yàn)重復(fù)3次，取平均值。

1.3.3 拉伸特性的測定

按照GB／T 14615—2006方法進(jìn)行，同一水平試驗(yàn)重復(fù)3次，取平均值。

1.3.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)應(yīng)用SPSS18.0和Oringe8.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。其中，顯著性分析采用Duncan檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 菊粉對面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響

不同添加量的菊粉對中筋粉面團(tuán)的吸水率、形成時間、穩(wěn)定時間、弱化度的影響見表2。

試驗(yàn)過程中，當(dāng)菊粉添加量達(dá)10.0%時，粉質(zhì)儀無法進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)測量，因此試驗(yàn)結(jié)果中未顯示菊粉添加量為10.0%時的數(shù)據(jù)。由表2可以看出，菊粉的加入降低了面團(tuán)的吸水率。當(dāng)菊粉添加量為7.5%時，面團(tuán)的吸水率由未添加時的54.4%降至42.6%，相對降低了21.8%。面團(tuán)吸水率與淀粉和蛋白質(zhì)的組成及破損淀粉的含量有關(guān)。面團(tuán)吸水率降低，可能是由于菊粉在淀粉顆粒周圍形成了一層障礙，阻礙了水分子與淀粉顆粒的接觸，抑制了淀粉吸水，導(dǎo)致面團(tuán)的吸水率下降。Morris等［6］推斷可能是由于菊粉具有良好的親水性，菊粉加入面粉后與其中的蛋白質(zhì)和淀粉同水分子的結(jié)合存在競爭關(guān)系，從而降低了面團(tuán)的吸水率。Karolini－Skaradzińska等［13］試驗(yàn)顯示，面粉中添加4%的長鏈菊粉TEX時，樣品的吸水性由未添加前的58.1%降至53.6%，相對降低了7.7%；而本試驗(yàn)結(jié)果顯示，當(dāng)短鏈菊粉添加量為2.5%時，面團(tuán)吸水率就已經(jīng)降低了9.7%，說明短鏈菊粉降低面團(tuán)吸水率的效果更顯著。

面團(tuán)弱化度隨菊粉添加量的增加顯著減小，未添加菊粉時弱化度為66 FU，菊粉添加量為7.5%時弱化度為21 FU，相對降低了68.2%。弱化度表征面團(tuán)在攪拌過程中的破壞速率，反比于面團(tuán)的耐攪拌能力，弱化度越大表示面筋的強(qiáng)度越弱。添加菊粉后面團(tuán)的弱化度減小，說明菊粉有增強(qiáng)面筋強(qiáng)度的作用，這可能是由于一部分菊粉分子參與了面筋蛋白的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了面團(tuán)的耐攪拌能力［16］。

菊粉加入后面團(tuán)的形成時間變化因添加量而異。菊粉添加量為2.5%、7.5%時形成時間較對照組顯著延長，分別增加了22.1%、15.9%；而菊粉添加量為5.0%時形成時間與對照組無顯著變化。面團(tuán)的穩(wěn)定時間隨菊粉添加量的增多顯著延長，菊粉添加量為7.5%時穩(wěn)定時間最長，達(dá)19.3min，相對未添加的9.2min增加了109.5%。說明面團(tuán)筋力增強(qiáng)，反映面團(tuán)在成團(tuán)過程中對剪切力應(yīng)變有較強(qiáng)的抵抗性［17］。這可能也歸因于菊粉參與了面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成，有利于二硫鍵的生成，或是增強(qiáng)了蛋白質(zhì)間所形成的二硫鍵的穩(wěn)定性［15－16］。Peressini等［14］認(rèn)為，只有當(dāng)菊粉添加量超過某一值時（長鏈菊粉≥5%，短鏈菊粉≥7.5%），高筋面粉制作的面團(tuán)形成時間才會明顯延長，穩(wěn)定性也會得到提高。產(chǎn)生這種差異的可能原因歸因于試驗(yàn)所采用的面粉筋度不同，說明菊粉對較低筋度面粉的品質(zhì)改良作用更明顯［14］。

2.2 菊粉對面團(tuán)延展特性的影響

不同添加量的菊粉對中筋粉面團(tuán)發(fā)酵45、90、135min后的延伸度、抗延伸阻力、拉伸比、拉伸能量的影響分別見表3～表5。

表3 菊粉對面團(tuán)拉伸特性的影響（45min）

表4 菊粉對面團(tuán)拉伸特性的影響（90min）

表5 菊粉對面團(tuán)拉伸特性的影響（135min）

由表3～表5可以看出，面團(tuán)分別發(fā)酵45、90、135min后，其延伸度均是在菊粉添加量為2.5%時最長，與對照組相比差異顯著，而其他添加水平則不顯著，說明適宜的菊粉添加量有利于增加面團(tuán)的延伸度。面團(tuán)的延伸度表征面團(tuán)延展特性和可塑性，菊粉的加入增加了面團(tuán)的延展性，這可能歸因于菊粉本身的黏性和凝膠特性。當(dāng)面粉中添加一定量菊粉后，配粉整體的延伸度增大［18］。面粉中麥醇溶蛋白賦予面筋良好的延伸性，而麥谷蛋白賦予面筋良好的彈韌性［17］。但當(dāng)菊粉添加量過多時，面團(tuán)的延伸度則由于麥醇溶蛋白相對含量降低而減小。

不同發(fā)酵時間45、90、135min后，面團(tuán)的抗延伸性均隨菊粉添加量的增多逐漸增強(qiáng)，未添加菊粉時面團(tuán)的抗延伸阻力均最小，菊粉添加量7.5%時面團(tuán)的抗延伸阻力均最大，且不同添加水平間差異顯著?？寡由熳枇εc面團(tuán)發(fā)酵過程中持氣性有關(guān)，面團(tuán)具有一定的抗延性時才能保持住二氧化碳?xì)怏w。當(dāng)抗延伸性過低時，面團(tuán)發(fā)酵中產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w易沖破氣泡壁，形成大的氣泡或由面團(tuán)表面逸出［17］。試驗(yàn)表明，菊粉的加入更有利于保持發(fā)酵過程酵母生成的二氧化碳?xì)怏w，賦予面團(tuán)良好的結(jié)構(gòu)和紋理，有利于生產(chǎn)出松軟可口的產(chǎn)品。抗延伸性還表征面團(tuán)的強(qiáng)度和筋度，阻力越大表示面團(tuán)越硬。面團(tuán)抗延伸性增強(qiáng)可能歸因于菊粉參與了面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成過程，使得面團(tuán)的抗延伸性增強(qiáng)［19］。Peressini等［14］通過共聚焦激光掃描顯微鏡分析顯示，添加短鏈菊粉的面團(tuán)其蛋白質(zhì)含量相對升高，認(rèn)為這是由于菊粉的添加引起面團(tuán)含水率的下降，導(dǎo)致面團(tuán)中蛋白質(zhì)含量相對升高的緣故，但菊粉的添加并不影響面筋蛋白所形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

隨菊粉添加量增多，面團(tuán)拉伸比逐漸增大，在發(fā)酵45、90、135min的條件下，面團(tuán)拉伸比均是在菊粉添加量為7.5%時最大，分別為4.50、3.17、3.27，相比未添加時分別增大了68.5%、96.5%、108.8%。當(dāng)菊粉添加量為2.5%時，在不同發(fā)酵時間下，除了拉伸比與對照組相比變化不顯著外，其他指標(biāo)（延伸度、抗延伸阻力和拉伸能量）變化均顯著；當(dāng)菊粉添加量≥5.0%時，與對照組相比，4個指標(biāo)變化均顯著（除添加量為5.0%時拉伸比50指標(biāo)外）。拉伸比表示抗拉伸阻力與面團(tuán)拉伸長度的關(guān)系，它將面團(tuán)抗延伸性與延伸性2個指標(biāo)綜合起來判斷面粉品質(zhì)。試驗(yàn)中當(dāng)菊粉添加量為7.5%時，面團(tuán)的拉伸比達(dá)最大值。拉伸比值大說明面團(tuán)彈性變大而延伸性相對變小，即菊粉的加入增強(qiáng)了面團(tuán)的抗延伸性。但是面團(tuán)的拉伸比值有一個合適的范圍，太大或太小都會影響到面制品的品質(zhì)。拉伸比值的選擇應(yīng)依據(jù)不同的面制品要求而定，從而可以根據(jù)實(shí)際需要來確定菊粉合適的添加量。

面團(tuán)分別發(fā)酵45、90、135min后，拉伸能量值變化趨勢均隨菊粉添加量的增加而增大。當(dāng)添加7.5%的菊粉時，面團(tuán)拉伸能量值均最大，且不同添加水平間差異顯著。面團(tuán)拉伸能量代表了面團(tuán)從開始拉伸到拉斷為止所需要的總能量，面團(tuán)能量數(shù)值提供了面團(tuán)強(qiáng)度的信息。菊粉能增大面團(tuán)拉伸能量值表明面團(tuán)強(qiáng)度增強(qiáng)了，這與前面的試驗(yàn)結(jié)果一致，進(jìn)一步證實(shí)菊粉具有增強(qiáng)面團(tuán)彈韌性的作用。

3 結(jié)論

3.1 隨短鏈菊粉添加量的增加，中筋粉面團(tuán)的吸水率下降，形成時間整體呈延長趨勢，而穩(wěn)定時間顯著延長，弱化度顯著減小。當(dāng)短鏈菊粉添加量為7.5%時，面團(tuán)吸水率達(dá)42.6%，面團(tuán)穩(wěn)定時間達(dá)19.3min，相對未添加時增加了109.5%；面團(tuán)弱化度為21 FU，相對降低了68.2%。

3.2 隨短鏈菊粉添加量的增加，中筋粉面團(tuán)的抗延伸性、拉伸比和拉伸能量值均呈增大的趨勢。當(dāng)菊粉添加量為7.5%時，均達(dá)到最大。

3.3 粉質(zhì)和拉伸試驗(yàn)結(jié)果均表明，在中筋粉中加入適量的短鏈菊粉能夠增強(qiáng)面筋強(qiáng)度，但降低了面團(tuán)的吸水率。

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Effect of Short－Chain Inulin on the Rheological Properties of Plain Flour Dough

Luo Denglin Chen Ruihong Liu Juan Xu Baocheng Ren Guangyue Li Pengyan
（College of Food and Bioengineering，Henan University of Science and Technology，Luoyang 471003）

In order to study the influence of short－chain inulin on the farinograph and extensigraph of plain flour dough，the theological parameters of dough have been determined with different inulin additions of 0.0%，2.5%，5.0%and 7.5%using farinograph and extensograph instruments.The results showed that the water absorption of dough decreased along with increasing inulin addition.The water absorption reached 42.57%with inulin addition of 7.5%，reducing by 21.8%compared to the control group.The development time of dough reached the maximum of7.9min with inulin addition of2.5%，increasing by 22.1%compared to the control group.The stability time of dough increased along with increasing inulin addition，and it reached 19.3min with inulin addition of 7.5%，increasing by 109.5%compared to the control group.The stretch strength of dough reached themaximum.The extension resistance，extension ratio and energy of dough increased along with increasing inulin addition，and they was 652 EU，4.50 and 186 cm2with inulin addition of 7.5%after the fermentation of45min respectively，increasing by 75.8%，68.5%and 104.0%compared to the control group.The conclusion indicated thata proper addition of inulin in flour could increase dough strength and decrease the water absorption of dough.

short－chain inulin，plain flour，dough，farinograph，extensigraph

TS213.2

A

1003－0174（2015）06－0001－04

國家自然科學(xué)基金（31371832），河南省高等學(xué)校青年骨干教師資助計劃 （2012GGJS－076），國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃（201310464047），河南科技大學(xué)SRTP（2013109）

2014－01－19

羅登林，男，1976年出生，教授，農(nóng)產(chǎn)品深加工及功率超聲